クロマチンとヌクレオソームの違い

DNAは真核生物の核に存在し、次世代に受け継がれる遺伝情報が含まれています。DNAはその重要性から、真核細胞の染色体内ではヒストン蛋白にしっかりと巻き付き、凝縮して非常に安定した構造になっており、損傷から保護されている。このDNAとヒストンの高度に凝縮された複合構造をクロマチンと呼ぶ。クロマチンは、ヌクレオソームと呼ばれる基本構造単位から構成されています。クロマチンとヌクレオソームの大きな違いは、クロマチンがDNAとタンパク質の複合体であるのに対し、ヌクレオソームはクロマチンの基本単位であることです。

目次1. 概要と主な違い2. クロマチンとは3. ヌクレオソームとは4. 並べて比較 - クロマチンとヌクレオソーム5. まとめ

クロマチンは何ですか？

核の中にあるDNAは、糸状の自由な鎖として存在しているわけではない。ヒストンと呼ばれるタンパク質と結合し、クロマチンという構造体に凝縮されている。したがって、クロマチンはDNAとヒストンが高度に濃縮されたものと定義することができる。顕微鏡で見ると、クロマチンは図01のように細いビーズのようなひも状に見える。ビーズはヌクレオソームと呼ばれ、クロマチンの基本的な構造単位である。クロマチンは真核生物の染色体を形成し、核の中に詰め込まれている。クロマチンの構造は、細胞が分裂したときに初めて顕微鏡で見ることができます。

クロマチンには、ユークロマチンとヘテロクロマチンの2つの形態がある。ユークロマチンはクロマチンの凝縮度が低く、発現時にRNAに転写される。ヘテロクロマチンはクロマチンの凝縮度が高く、通常はRNAに転写されない。超鏡面DNAはクロマチンの凝縮度が高く、小さな細胞の核に封じ込めるのに最も適している。

クロマチンの主な機能は、核という非常に小さなサイズの中にDNAを効果的に封じ込めることである。さらに、染色体の複製を保護し、染色体構造の分裂を防ぐ。

図01：クロマチン

ヌクレオソームは何ですか？

ヌクレオソームとは、核となるヒストンを包んでいるクロマチンの小さな部分である。ビーズの紐のように見えます。コアヒストンは8個のヒストンが結合した8量体である。コア8量体には、各ヒストンのコピーが2つずつ入っている。コア8量体のヒストン組成はH2A、H2B、H3、H4であり、コアDNAは球状のコアヒストン8量体に強固に巻き付き、ヌクレオソームを形成している。ヌクレオソームが鎖状に並び、他のヒストンをしっかりと巻き込んで染色体内のクロマチンを形成しているのです。

ヌクレオソームでヒストン8量体に巻きついているコアDNA鎖の長さは、約146塩基対である。ヌクレオソームの直径は約11nm、クロマチン（スピロヘータ）のヘリックスの直径は30nmである。ヌクレオソームはさらにヒストンによって支えられ、核小体内でしっかりとコイル構造に包まれている。

図02：ヌクレオソーム

クロマチンとヌクレオソームの違い

概要 - クロマチン vs. ヌクレオソーム

クロマチンは、DNAとヒストンの複合体である。ヒストンに巻きついたヌクレオソームが連なって構成されている。ヌクレオソームはクロマチンの基本単位であり、147塩基対の長さのDNAと8個のヒストンから構成されている。ヌクレオソーム鎖はヒストンに巻きつき、核内で最も安定したDNAの形である高度に秩序だったクロマチン構造に凝縮される。これがクロマチンとヌクレオソームの違いである。

参考文献1.クロマチンの構造と機能：ガイド〉、Chromatin structure and function: an Abcam guide.n, pp.20 Apr.2017.Web. 2017年4月20日Luger, Carolyn, Mekong L. Dechassa, and David J. Tremouche.ヌクレオソームとクロマチンの構造に関する新たな知見：秩序状態か無秩序状態か？"ネイチャー・レビューMolecular Cell Biology. u, US National Library of Medicine, 22 June 2012.レチクル. 2017年4月20日